第二节 化学平衡
第一课时 化学平衡状态
1.在一定温度下，将2 mol SO2和1 mol O2充入一定容积的密闭容器中，在催化剂作用下发生如下反应：2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g） ΔH＝－197 kJ·mol－1，当达到化学平衡时，下列说法正确的是（ ）
A.生成2 mol SO3 B.SO2和SO3共2 mol
C.放出197 kJ热量 D.含氧原子共8 mol
2.可逆反应：N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是（ ）
A.3v正（N2）＝v正（H2） B.v正（N2）＝v逆（NH3）
C.2v正（H2）＝3v逆（NH3） D.v正（N2）＝3v逆（H2）
3.下列描述的化学反应状态，不一定是平衡状态的是（ ）
A.H2（g）＋Br2（g）2HBr（g），恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变
B.2NO2（g）N2O4（g），恒温、恒容下，反应体系中气体的压强保持不变
C.CaCO3（s）CO2（g）＋CaO（s），恒温、恒容下，反应体系中气体的密度保持不变
D.3H2（g）＋N2（g）2NH3（g），反应体系中H2与N2的物质的量之比保持3∶1
4.在一定条件下，气体参与的某正反应方向ΔH＜0的可逆反应达到化学平衡时，下列说法不正确的是（ ）
A.反应物的浓度一定等于生成物的浓度
B.反应体系中压强恒定
C.反应体系中混合物的组成保持不变
D.反应体系中温度不变
5.在一个绝热的固定容积的密闭容器中，发生可逆反应mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qD（s），当m、n、p、q为任意整数时，一定可以作为反应达到平衡状态标志的是（ ）
①体系的压强不再改变
②体系的温度不再改变
③混合气体的密度不再变化
④各组分质量分数不再改变
A.①②③ B.①②③④ C.②③④ D.③④
6.向绝热恒容密闭容器中通入一定量的SO2和NO2，一定条件下发生反应：SO2（g）＋NO2（g）SO3（g）＋NO（g） ΔH＜0，测得SO3浓度随时间变化如表所示，下列说法不正确的是（ ）
反应时间/s 40 50 60 70
SO3浓度/（mol·L－1） 0.10 0.14 0.21 0.26
反应时间/s 80 90 100 110
SO3浓度/（mol·L－1） 0.30 0.32 0.33 0.33
A.50 s时，SO3的生成速率为0.002 8 mol·L－1·s－1
B.40～90 s时间段：v正＞v逆
C.0～50 s的反应速率小于70～80 s的反应速率
D.110 s时，反应已达到平衡
7.已知：N2O4（g）2NO2（g） ΔH＞0，现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中。下列示意图不能说明反应达到平衡状态的是（ ）
8.在4 L恒温密闭容器中充入6 mol A气体和5 mol B气体，在一定条件下发生反应：3A（g）＋B（g）2C（g）＋xD（g） ΔH＜0，达到平衡时，生成了2 mol C，经测定D的浓度为0.5 mol·L－1，下列判断不正确的是（ ）
A.x＝2
B.容器内压强保持不变，该反应达到平衡状态
C.B的浓度不变，该反应达到平衡状态
D.该反应达到平衡状态时，2v正（A）＝3v逆（C）
9.向绝热恒容密闭容器（绝热容器是指该容器可阻止热量的传递、散失、对流）中通入SO2和NO2，在一定条件下发生反应：SO2（g）＋NO2（g）SO3（g）＋NO（g），正反应速率随时间变化的示意图如图所示，下列结论中正确的个数为（ ）
①反应在c点达到反应进行的限度
②SO2浓度：a点小于c点
③反应物的总能量高于生成物的总能量
④Δt1＝Δt2，ab段NO2的消耗量小于bc段NO2的消耗量
⑤混合物颜色不再变化，说明反应达到平衡
⑥体系压强不再变化，说明反应达到平衡
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
10.利用反应CH4（g）＋4NO（g）CO2（g）＋2N2（g）＋2H2O（g） ΔH＜0可消除氮的氧化物污染。某条件下无催化剂存在时，向某密闭容器中加入CH4和NO发生上述反应，反应的正、逆反应速率v随时间t的变化关系如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.曲线②表示的是v逆-t关系
B.有催化剂存在时，v2增大、v1不变
C.t2时体系中c（NO）∶c（N2）＝2∶1
D.t1、t2时混合气体的平均摩尔质量不相等
11.某容积可变的密闭容器，盛有适量的A和B的混合气体，在一定条件下发生反应：A（g）＋3B（g）2C（g）。若维持温度和压强不变，当达到平衡时容器的容积为V L，其中C气体的体积占10％。下列推断正确的是（ ）
①原混合气体的体积为1.2V L
②原混合气体的体积为1.1V L
③反应达到平衡时气体A消耗掉0.05V L
④反应达到平衡时气体B消耗掉0.05V L
A.②③ B.②④
C.①③ D.①④
12.恒温恒容条件下，将2 mol A气体和2 mol B气体通入容积为2 L的密闭容器中发生如下反应：2A（g）＋B（g）xC（g）＋2D（s），2 min时反应达到平衡状态，此时剩余1.2 mol B，并测得C的浓度为1.2 mol·L－1。
（1）从开始反应至达到平衡状态，生成C的平均反应速率为 。
（2）x＝ 。
（3）下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志的是 （填字母）。
A.压强不再变化
B.气体密度不再变化
C.A的消耗速率与B的消耗速率之比为2∶1
D.A的百分含量保持不变
13.在容积为2 L的恒温密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，一定条件下发生反应：CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g），测得CO2和CH3OH（g）的物质的量随时间变化如图所示。
（1）前10 min，v（CO2）＝ mol·L－1·min－1。
（2）能说明上述反应达到平衡状态的是 （填字母）。
a.反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1（即图中交叉点）
b.混合气体的压强不随时间的变化而变化
c.单位时间内生成1 mol H2O，同时生成1 mol CH3OH
d.混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化
e.混合气体的密度不随时间的变化而变化
f.CO2和CH3OH的反应速率之比为1∶1
（3）反应前与平衡时的压强之比为 。
（4）平衡混合气体中CO2（g）和H2（g）的质量之比是 。
第一课时 化学平衡状态
1.B 可逆反应存在反应限度，反应物不可能完全转化为生成物，A错误；化学反应中存在元素守恒，达到化学平衡时SO2和SO3中硫原子的总物质的量等于反应初始时SO2的物质的量，B正确；2 mol SO2（g）和1 mol O2（g）发生反应不可能完全转化为2 mol SO3（g），故放出的热量小于197 kJ，C错误；根据氧原子守恒，平衡时含有的氧原子的物质的量等于初始时SO2和O2中氧原子的总物质的量，为6 mol，D错误。
2.C 可逆反应达到化学平衡状态的主要特征之一是v正＝v逆，而3v正（N2）＝v正（H2）并未反映出v正＝v逆的关系，A项不正确；在N2与H2合成NH3的反应中，v（N2）∶v（H2）∶v（NH3）＝1∶3∶2，分析平衡状态时，一要注意二者应分别代表正反应速率和逆反应速率，二要注意不同物质的速率之比等于化学计量数之比。
3.D 如果刚开始加入氢气和氮气的物质的量之比为3∶1或开始加入的是氨气，反应的任何时刻氢气和氮气的物质的量之比始终是3∶1，因此氢气和氮气的物质的量之比为3∶1时，反应不一定达到平衡。
4.A 对于放热的可逆反应，达到平衡时，反应物与生成物的浓度不一定相等，A项错误；可逆反应达到平衡时，正、逆反应速率相等，气体分子数保持不变，反应体系中压强恒定，混合物的组成保持不变，反应体系中温度不变，B、C、D项正确。
5.C 无法判断反应前后气体体积的关系，则无法确定压强是否为变量，无法根据体系的压强判断平衡状态，①错误；在一个绝热的固定容积的密闭容器中，体系的温度为变量，温度不再改变，说明正、逆反应速率相等，能据此判断反应达到平衡状态，②正确；D为固态，混合气体的质量为变量，容器容积为定值，则密度为变量，当混合气体密度不变时，说明反应达到平衡状态，③正确；各组分的质量分数不再改变，表明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，④正确。
6.A 化学反应速率是平均速率，不是瞬时速率，因此不能计算50 s时SO3的生成速率，A错误；根据速率与时间关系可知，在90 s后，SO3的浓度还在增大，说明此时反应正向进行，未达到平衡状态，故在40～90 s时间段：v正＞v逆，B正确。
7.B B项，对于一个特定反应，ΔH固定不变，不能作为判断反应是否达到平衡状态的依据；C项，在t1时刻，2v正（N2O4）＝v逆（NO2），反应达到平衡状态。
8.B 平衡时c（C）＝c（D）＝0.5 mol·L－1，可知x＝2；该反应前后气体分子数相等，压强始终不变；B的浓度不变，2v正（A）＝3v逆（C），均说明反应达到平衡状态。
9.C ①当正反应速率不变时，达到化学平衡状态，由题图可知，c点正反应速率开始减小，所以c点不是平衡点，错误；②反应向正反应方向进行，随着反应的进行，反应物浓度逐渐降低，所以SO2浓度：a点大于c点，错误；③从a到c正反应速率增大，说明该反应为放热反应，即反应物的总能量高于生成物的总能量，正确；④Δt1＝Δt2时，vΔt＝Δc，根据图像可知，ab段反应物浓度变化量Δc小于bc段，则ab段NO2的消耗量小于bc段，正确；⑤混合物颜色不再变化，说明NO2浓度不再变化，可以说明反应达到平衡，正确；⑥在绝热条件下，温度改变，则容器内压强也发生改变，故体系压强不再变化，能说明反应达到平衡，正确。由此可知，正确的说法有4个，选C。
10.A 开始时反应物浓度最大，生成物浓度为0，所以曲线①表示的是v正-t关系，曲线②表示的是v逆-t关系，A正确；催化剂能降低反应的活化能，使反应的v1、v2 都增大，B错误；t2时体系达到平衡状态，但无法确定c（NO）∶c（N2）的值，C错误；平均摩尔质量＝，m总不变，n总不变，故t1、t2时混合气体的平均摩尔质量相等，D错误。
11.A 根据反应A（g）＋3B（g）2C（g），各物质体积变化量为0.05V L、0.15V L、0.1V L，则生成C的体积等于反应混合气体减少的总体积，即为0.1V L，气体A所消耗的体积等于混合气体减少的总体积的一半，气体B所消耗的体积等于混合气体减少的总体积的1.5倍，由于平衡时总体积减少10％V L，则原混合气体的体积应为V L＋10％V L＝1.1V L，建立平衡时气体A的消耗为0.5×10％V L＝0.05V L，气体B的消耗为1.5×10％V L＝0.15V L。
12.（1）0.6 mol·L－1·min－1 （2）3 （3）BD
解析：（1）v（C）＝＝0.6 mol·L－1·min－1。
（2） 2A（g）＋B（g）xC（g）＋2D（s）
开始/（mol·L－1） 1 1 0
转化/（mol·L－1） 0.8 0.4 1.2
平衡/（mol·L－1） 0.2 0.6 1.2
由此可知，2∶1∶x＝0.8∶0.4∶1.2＝2∶1∶3，解得x＝3。
（3）A项，x＝3，该反应前后气体的物质的量不变，无论反应是否达到平衡状态，压强均不会变化；B项，气体的密度不再变化，而气体的体积不变，说明气体的质量不再发生变化，由于D为固体，故气体的密度不再发生变化时，能说明反应已达到平衡状态；C项，A的消耗速率与B的消耗速率表示的反应方向一致，不能说明反应已达到平衡状态；D项，A的百分含量保持不变，说明反应已达到平衡状态。
13.（1）0.037 5 （2）bd （3）8∶5 （4）22∶3
解析：（1）由图像可知，前10 min，CO2的物质的量减少了（1.00－0.25） mol＝0.75 mol，则v（CO2）＝＝0.037 5 mol·L－1·min－1。（2）反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1（即图中交叉点），之后CO2的物质的量仍然在减小，CH3OH的物质的量继续增加，说明反应未达到平衡，a不符合题意；化学平衡的本质特征是正、逆反应速率相等，而生成H2O和生成CH3OH均表示正反应速率，即单位时间内生成1 mol H2O，同时生成1 mol CH3OH不能说明反应达到平衡，c不符合题意；由题干信息可知，反应过程中气体总质量保持不变，容器的容积保持不变，即混合气体的密度一直保持不变，则混合气体的密度不随时间的变化而变化不能说明反应达到化学平衡，e不符合题意；化学平衡的本质特征是正、逆反应速率相等，CO2和CH3OH的反应速率之比为1∶1，未告知正、逆反应速率，故不能说明反应达到化学平衡，f不符合题意。
（3）根据三段式分析：
CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g）
起始/
mol 1 3 0 0
转化/
mol 0.75 2.25 0.75 0.75
平衡/
mol 0.25 0.75 0.75 0.75
根据恒温恒容时，气体的压强之比等于气体的物质的量之比，故反应前与平衡时的压强之比为（1＋3） mol∶（0.25＋0.75＋0.75＋0.75）mol＝8∶5。（4）由（3）分析可知，平衡混合气体中CO2（g）和H2（g）的质量之比是（0.25×44）g∶（0.75×2）g＝22∶3。
3 / 4第二节 化学平衡
第一课时 化学平衡状态
课程 标准 1.通过化学平衡的建立过程，知道化学平衡是一种动态平衡，理解并会判断化学平衡状态。 2.会判断化学反应是否达到平衡状态
分点突破（一） 化学平衡状态
1.建立
在一定条件下的容积不变的密闭容器中加入N2和H2进行合成氨的反应：
N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）
N2、H2、NH3的浓度变化如图所示：
（1）根据上述图像，分析该过程中，v（正）、v（逆）的变化。
（2）画出上述过程中v-t图像。
2.含义
在一定条件下的可逆反应体系中，当正、逆反应的速率相等时，反应物和生成物的浓度均保持不变的状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。
3.特征
1.平衡建立的途径有哪些？平衡的建立是否与途径有关？
2.已知：K3[Fe（CN）6]溶液是检验Fe2＋的试剂，若溶液中存在Fe2＋，将产生蓝色沉淀。将0.2 mol·L－1 KI溶液和0.05 mol·L－1 Fe2（SO4）3溶液等体积混合后，取混合液分别完成下列实验，其中 组实验能说明溶液中存在2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2平衡。
实验编号 实验操作 实验现象
① 滴入KSCN溶液 溶液变红色
② 滴入AgNO3溶液 有黄色沉淀生成
③ 滴入K3[Fe（CN）6]溶液 有蓝色沉淀生成
④ 滴入淀粉溶液 溶液变蓝色
1.在一定条件下，某可逆反应的正反应速率和逆反应速率随时间变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是（ ）
A.t1时刻，反应逆向进行
B.t2时刻，正反应速率大于逆反应速率
C.t3时刻，达到反应进行的限度
D.t4时刻，反应处于平衡状态，反应停止
2.一定条件下，向2 L恒容密闭容器中充入1 mol COCl2（g），发生反应：COCl2（g）Cl2（g）＋CO（g），反应过程中测得的有关数据如下表所示，下列说法不正确的是（ ）
t/s 0 2 4 6 8
n（Cl2）/mol 0 0.30 0.39 0.40 0.40
A.6 s之后反应达到平衡状态，容器内的压强不再随时间而改变
B.达到6 s时，反应停止，不再进行
C.8 s时，反应容器中各物质的浓度不再发生变化
D.生成Cl2的平均反应速率：v（0～2 s）＞v（2～4 s）
分点突破（二） 化学平衡状态的判断
1.利用“速率相等”判断
（1）同种物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率，即v正（A）＝v逆（A）。
（2）不同物质：速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率，即v正（A）∶v逆（B）＝a∶b。
2.利用“变量不变”判断
（1）各组成成分的质量、物质的量、分子数、体积（气体）、物质的量浓度均保持不变。
（2）各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数均保持不变。
（3）反应物的转化率、产物的产率保持不变。
在恒温恒容的密闭容器中，当下列物理量不再发生变化时：
①混合气体的压强 ②混合气体的密度
③混合气体的总物质的量 ④混合气体的平均相对分子质量 ⑤混合气体的颜色 ⑥各反应物或生成物的反应速率之比都等于化学计量数之比
（1）一定能证明2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）达到平衡状态的有哪些？
（2）一定能证明I2（g）＋H2（g）2HI（g）达到平衡状态的有哪些？
（3）一定能证明A（s）＋2B（g）C（g）＋D（g）达到平衡状态的有哪些？
恒温恒容条件下，化学平衡状态的判断
（1）利用“p总、”判断——要注意反应前后气体分子总数的变化
mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qD（g） 是否平衡
压强 当m＋n≠p＋q时，总压强一定（其他条件一定） 是
当m＋n＝p＋q时，总压强一定（其他条件一定） 不一定
混合气 体的 当m＋n≠p＋q时，一定 是
当m＋n＝p＋q时，一定 不一定
（2）利用“气体密度”判断——要注意反应前后是否有非气态物质参加
关注各物质的状态 是否平衡
密度 C（s）＋CO2（g）2CO（g）（ρ一定） 是
N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）（ρ一定） 不一定
H2（g）＋I2（g）2HI（g）（ρ一定） 不一定
1.一定温度下，在恒容的密闭容器中建立下列平衡：C（s）＋H2O（g）CO（g）＋H2（g）。不能确定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是（ ）
A.混合气体的平均密度不再发生变化
B.v正（CO）＝v逆（H2O）
C.生成n mol CO的同时生成n mol H2
D.1 mol H—H断裂的同时断裂2 mol H—O
2.将一定量的氨基甲酸铵固体置于恒容真空密闭容器中（固体试样体积忽略不计），在恒定温度下发生分解：H2NCOONH4（s）2NH3（g）＋CO2（g）。下列能说明该反应达到平衡状态的是（ ）
A.2v正（NH3）＝v逆（CO2）
B.混合气体的密度不再变化
C.氨气的体积分数不再变化
D.混合气体的平均相对分子质量不再变化
1.恒温时向2 L密闭容器中通入一定量的气体X和Y，发生反应：2X（g）＋Y（g）3Z（g），Y的物质的量n（Y）随时间t变化的曲线如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.正反应速率：a点比b点小
B.t0 min时该反应停止
C.t0 min时，c（Z）＝0.75 mol·L－1
D.当密闭容器中的压强不再变化，该可逆反应达到了化学平衡状态
2.绝热恒容条件下，将NO2与SO2以体积比1∶2置于密闭容器中发生反应：NO2（g）＋SO2（g）SO3（g）＋NO（g） ΔH＜0。下列不能说明反应达到平衡状态的是（ ）
A.体系温度保持不变
B.混合气体的颜色保持不变
C.SO3和NO的体积比保持不变
D.生成NO2和生成NO的速率相等
3.在密闭容器中进行反应：X2（g）＋3Y2（g）2Z2（g），若X2、Y2、Z2的初始浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1，当反应达到平衡后，各物质的浓度可能是（ ）
①X2为0.2 mol·L－1 ②Y2为0.1 mol·L－1
③Z2为0.3 mol·L－1 ④Y2为0.6 mol·L－1
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
4.一定温度下，在2 L的密闭容器中，M、N两种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示：
（1）反应的化学方程式为 。
（2）反应达到最大限度的时间是 min，该时间内的平均反应速率v（N）＝ 。
（3）反应达到平衡状态时，放出6Q kJ的热量，当容器中充入1 mol N，反应放出的热量为 （填序号，下同）。
①等于Q kJ ②小于Q kJ ③大于Q kJ ④等于2Q kJ
（4）判断该反应达到平衡状态的依据是 。
①该条件下，正、逆反应速率都为零
②该条件下，混合气体的密度不再发生变化
③该条件下，混合气体的压强不再发生变化
④该条件下，单位时间内消耗2 mol N的同时，生成1 mol M
第一课时 化学平衡状态
【基础知识·准落实】
分点突破（一）
师生互动
1.（1）最大 0 减小 减小 增大 增大 不变
（2）
探究活动
1.提示：若只给出反应物，则是从正反应方向建立平衡；若只给出生成物，则是从逆反应方向建立平衡；若既给出反应物又给出生成物，则是从正、逆反应方向同时建立平衡。平衡的建立与途径无关。
2.提示：①③或①④，由浓度和反应关系可知，I－过量，所以要说明溶液中存在2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2平衡，则只要证明溶液中同时含有Fe3＋和Fe2＋或I2即可。
自主练习
1.B t1时刻，v（正）＞v（逆），反应正向进行，A错误；t2时刻，v（正）＞v（逆），B正确；t3时刻，v（正）＞v（逆），没有达到反应进行的限度，C错误；t4时刻，v（正）＝v（逆），反应达到平衡状态，但v（正）＝v（逆）≠0，反应没有停止，D错误。
2.B 6 s之后氯气的物质的量不再改变，化学反应达到平衡状态，容器内气体总物质的量保持不变，因而压强不再随时间而改变，A正确；6 s时达到平衡状态，反应不会停止，仍在进行，B错误；8 s时是平衡状态，反应容器中各物质的浓度不再发生变化，C正确；0～2 s生成氯气0.30 mol，2～4 s生成氯气0.09 mol，可知0～2 s内生成Cl2的平均反应速率大，D正确。
分点突破（二）
探究活动
提示：混合气体的密度是混合气体的总质量与容器容积的比值，混合气体的平均相对分子质量是混合气体的总质量与总物质的量的比值，混合气体颜色的深浅与有色气体的浓度有关系。在任何时刻各反应物或生成物的反应速率之比都等于化学计量数之比。
（1）反应2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）是反应前后气体体积减小的可逆反应，因此混合气体的压强、总物质的量和平均相对分子质量不变均可以说明反应达到平衡状态，①③④可以证明。
（2）反应I2（g）＋H2（g）2HI（g）是反应前后气体体积不变的可逆反应，由于碘是有色气体，则混合气体的颜色不变可以说明反应达到平衡状态，⑤可以证明。
（3）反应A（s）＋2B（g）C（g）＋D（g）是反应前后气体体积不变，但气体质量增加的可逆反应，因此混合气体的密度、混合气体的平均相对分子质量不变可以说明反应达到平衡状态，②④可以证明。
自主练习
1.C A项，碳是固体，混合气体的平均密度＝，体积一定，气体的总质量可变，密度可变，所以混合气体的平均密度不再发生变化，说明已达到化学平衡状态；B项，根据反应可知，v正（CO）＝v正（H2O），若v正（CO）＝v逆（H2O），则v正（H2O）＝v逆（H2O），说明反应达到平衡状态；C项，生成n mol CO的同时生成n mol H2，不能说明反应达到平衡状态；D项，1 mol H—H断裂的同时断裂2 mol H—O，说明反应达到平衡状态。
2.B 达到平衡状态时，正、逆反应速率相等且速率之比等于计量系数之比，则应为v正（NH3）＝2v逆（CO2），A错误；密闭恒容容器中混合气体的密度不变，说明气体质量不变，正、逆反应速率相等，B正确；反应为固体的分解反应，从反应开始到平衡，密闭容器中氨气的体积分数一直不变，C错误；该反应的反应物是固体，任何时候生成气体n（NH3）∶n（CO2）＝2∶1，混合气体的平均相对分子质量不变，不能作为平衡标志，D错误。
【教学效果·勤检测】
1.C 反应开始通入一定量的气体X和Y，则从正反应方向开始进行，随着反应的进行，正反应速率越来越小，到平衡时达到最小值，则a点的正反应速率大于b点的正反应速率，A错误；可逆反应从b点开始达到平衡，化学平衡为动态平衡，即v正＝v逆≠0，B错误；从反应开始到平衡，参加反应的Y的物质的量为0.5 mol，根据反应方程式可知，生成的Z的物质的量为1.5 mol，由于容器的容积是2 L，因此t0 min时，c（Z）＝＝0.75 mol·L－1，C正确；该反应是一个反应前后气体物质的量不变的反应，体系的压强始终不变，因此不能根据压强不变判断反应是否达到平衡状态，D错误。
2.C 绝热恒容条件下，反应为放热反应，随着反应进行，体系温度升高，当温度不变，则反应达到平衡状态，A不选；混合气体颜色保持不变，即NO2的浓度不变，反应达到平衡状态，B不选；SO3和NO都是生成物，体积比始终是1∶1，则SO3和NO的体积比保持不变时，反应不一定达到平衡状态，C选；生成NO2和生成NO的速率相等说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，D不选。
3.B 在可逆反应中，反应物不可能完全转化为生成物，平衡时不可能出现某物质的浓度为零的情况。①X2为0.2 mol·L－1，表示Z2全部转化为X2和Y2，①错误；同理，④错误。
4.（1）2NM （2）6 0.5 mol·L－1·min－1 （3）② （4）③
解析：（1）反应进行到6 min时N减少了8 mol－2 mol＝6 mol，N为反应物，M增加了5 mol－2 mol＝3 mol，M为生成物，二者化学计量数之比为6 mol∶3 mol＝2∶1，因此反应的化学方程式为2NM。
（2）根据题图可知，反应进行到6 min时各物质的物质的量不再发生变化，因此反应达到最大限度的时间是6 min；该时间内的平均反应速率v（N）＝＝0.5 mol·L－1·min－1。
（3）反应达到平衡时消耗6 mol N，放出6Q kJ的热量，当容器中充入1 mol N，若N完全反应，则放出Q kJ的热量，但该反应是可逆反应，反应不能进行到底，所以反应放出的热量小于Q kJ。
（4）达到平衡状态时，正、逆反应速率相等但不为零，①不选；反应过程中气体的质量和容器的容积始终不变，故混合气体的密度始终不变，因此该条件下，混合气体的密度不再发生变化不能说明反应达到平衡状态，②不选；该反应为反应前后气体物质的量不相等的可逆反应，该条件下，混合气体的压强不再发生变化能说明反应达到平衡状态，③选；该条件下，单位时间内消耗2 mol N的同时，生成1 mol M，均表示正反应速率，不能说明反应达到平衡状态，④不选。
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第一课时 化学平衡状态
课程 标准 1.通过化学平衡的建立过程，知道化学平衡是一种动态平衡，
理解并会判断化学平衡状态。
2.会判断化学反应是否达到平衡状态
目 录
1、基础知识·准落实
2、教学效果·勤检测
3、学科素养·稳提升
基础知识·准落实
1
梳理归纳 高效学习
分点突破（一） 化学平衡状态
1. 建立
在一定条件下的容积不变的密闭容器中加入N2和H2进行合成氨
的反应：
N2（g）＋3H2（g） 2NH3（g）
N2、H2、NH3的浓度变化如图所示：
（1）根据上述图像，分析该过程中， v （正）、 v （逆）的变化。
最大
0
减小
减小
增大
增大
增大
（2）画出上述过程中 v - t 图像。
答案：
2. 含义
在一定条件下的可逆反应体系中，当正、逆反应的速率相等时，反
应物和生成物的浓度均保持不变的状态称为化学平衡状态，简称化
学平衡。
3. 特征
1. 平衡建立的途径有哪些？平衡的建立是否与途径有关？
提示：若只给出反应物，则是从正反应方向建立平衡；若只给
出生成物，则是从逆反应方向建立平衡；若既给出反应物又给
出生成物，则是从正、逆反应方向同时建立平衡。平衡的建立
与途径无关。
2. 已知：K3[Fe（CN）6]溶液是检验Fe2＋的试剂，若溶液中存在Fe2
＋，将产生蓝色沉淀。将0.2 mol·L－1 KI溶液和0.05 mol·L－1 Fe2
（SO4）3溶液等体积混合后，取混合液分别完成下列实验，其
中 组实验能说明溶液中存在2Fe3＋＋2I－ 2Fe2＋＋I2平衡。
实验编号 实验操作 实验现象
① 滴入KSCN溶液 溶液变红色
② 滴入AgNO3溶液 有黄色沉淀生成
③ 滴入K3[Fe（CN）6]溶液 有蓝色沉淀生成
④ 滴入淀粉溶液 溶液变蓝色
提示：①③或①④，由浓度和反应关系可知，I－过量，所以要说明
溶液中存在2Fe3＋＋2I－ 2Fe2＋＋I2平衡，则只要证明溶液中同时含
有Fe3＋和Fe2＋或I2即可。
1. 在一定条件下，某可逆反应的正反应速率和逆反应速率随时间变化
的曲线如图所示。下列有关说法正确的是（ ）
A. t1时刻，反应逆向进行
B. t2时刻，正反应速率大于逆反应速率
C. t3时刻，达到反应进行的限度
D. t4时刻，反应处于平衡状态，反应停止
解析： t1时刻， v （正）＞ v （逆），反应正向进行，A错误； t2
时刻， v （正）＞ v （逆），B正确； t3时刻， v （正）＞ v （逆），
没有达到反应进行的限度，C错误； t4时刻， v （正）＝ v （逆），
反应达到平衡状态，但 v （正）＝ v （逆）≠0，反应没有停止，D
错误。
2. 一定条件下，向2 L恒容密闭容器中充入1 mol COCl2（g），发生反
应：COCl2（g） Cl2（g）＋CO（g），反应过程中测得的有关数
据如下表所示，下列说法不正确的是（ ）
t /s 0 2 4 6 8
n （Cl2）/mol 0 0.30 0.39 0.40 0.40
A. 6 s之后反应达到平衡状态，容器内的压强不再随时间而改变
B. 达到6 s时，反应停止，不再进行
C. 8 s时，反应容器中各物质的浓度不再发生变化
D. 生成Cl2的平均反应速率： v （0～2 s）＞ v （2～4 s）
解析： 6 s之后氯气的物质的量不再改变，化学反应达到平衡状
态，容器内气体总物质的量保持不变，因而压强不再随时间而改
变，A正确；6 s时达到平衡状态，反应不会停止，仍在进行，B错
误；8 s时是平衡状态，反应容器中各物质的浓度不再发生变化，C
正确；0～2 s生成氯气0.30 mol，2～4 s生成氯气0.09 mol，可知0～2
s内生成Cl2的平均反应速率大，D正确。
分点突破（二） 化学平衡状态的判断
1. 利用“速率相等”判断
（1）同种物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率，即 v正
（A）＝ v逆（ A ）。
（2）不同物质：速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数
之比，但必须是不同方向的速率，即 v正（A）∶ v逆（B）＝
a ∶ b 。
A
2. 利用“变量不变”判断
（1）各组成成分的质量、物质的量、分子数、体积（气体）、物
质的量浓度均保持不变。
（2）各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数均
保持不变。
（3）反应物的转化率、产物的产率保持不变。
在恒温恒容的密闭容器中，当下列物理量不再发生变化时：
①混合气体的压强 ②混合气体的密度 ③混合气体的总物质的量
④混合气体的平均相对分子质量 ⑤混合气体的颜色 ⑥各反应物或
生成物的反应速率之比都等于化学计量数之比
（1）一定能证明2SO2（g）＋O2（g） 2SO3（g）达到平衡状态的有
哪些？
提示：混合气体的密度是混合气体的总质量与容器容积的比
值，混合气体的平均相对分子质量是混合气体的总质量与总物
质的量的比值，混合气体颜色的深浅与有色气体的浓度有关
系。在任何时刻各反应物或生成物的反应速率之比都等于化学
计量数之比。
反应2SO2（g）＋O2（g） 2SO3（g）是反应前后气体体
积减小的可逆反应，因此混合气体的压强、总物质的量和平均
相对分子质量不变均可以说明反应达到平衡状态，①③④可以
证明。
（2）一定能证明I2（g）＋H2（g） 2HI（g）达到平衡状态的有
哪些？
提示：反应I2（g）＋H2（g） 2HI（g）是反应前后气体体积不
变的可逆反应，由于碘是有色气体，则混合气体的颜色不变可
以说明反应达到平衡状态，⑤可以证明。
（3）一定能证明A（s）＋2B（g） C（g）＋D（g）达到平衡状态
的有哪些？
提示：反应A（s）＋2B（g） C（g）＋D（g）是反应前后气
体体积不变，但气体质量增加的可逆反应，因此混合气体的密
度、混合气体的平均相对分子质量不变可以说明反应达到平衡
状态，②④可以证明。
恒温恒容条件下，化学平衡状态的判断
（1）利用“ p总、 ”判断——要注意反应前后气体分子总数
的变化
是否平衡
压强 当 m ＋ n ≠ p ＋ q 时，总压强一定（其他条件一定） 是
当 m ＋ n ＝ p ＋ q 时，总压强一定（其他条件一定） 不一定
是
不一定
（2）利用“气体密度”判断——要注意反应前后是否有非气态物质
参加
关注各物质的状态 是否平衡
密
度 是
不一定
不一定
1. 一定温度下，在恒容的密闭容器中建立下列平衡：C（s）＋H2O
（g） CO（g）＋H2（g）。不能确定上述可逆反应在一定条件下
已达到化学平衡状态的是（ ）
A. 混合气体的平均密度不再发生变化
B. v正（CO）＝ v逆（H2O）
C. 生成 n mol CO的同时生成 n mol H2
D. 1 mol H—H断裂的同时断裂2 mol H—O
解析： A项，碳是固体，混合气体的平均密度＝ ，体积
一定，气体的总质量可变，密度可变，所以混合气体的平均密度不
再发生变化，说明已达到化学平衡状态；B项，根据反应可知， v正
（CO）＝ v正（H2O），若 v正（CO）＝ v逆（H2O），则 v正（H2O）
＝ v逆（H2O），说明反应达到平衡状态；C项，生成 n mol CO的同
时生成 n mol H2，不能说明反应达到平衡状态；D项，1 mol H—H
断裂的同时断裂2 mol H—O，说明反应达到平衡状态。
2. 将一定量的氨基甲酸铵固体置于恒容真空密闭容器中（固体试样体
积忽略不计），在恒定温度下发生分解：H2NCOONH4（s）
2NH3（g）＋CO2（g）。下列能说明该反应达到平衡状态的是
（ ）
A. 2 v正（NH3）＝ v逆（CO2）
B. 混合气体的密度不再变化
C. 氨气的体积分数不再变化
D. 混合气体的平均相对分子质量不再变化
解析： 达到平衡状态时，正、逆反应速率相等且速率之比等于
计量系数之比，则应为 v正（NH3）＝2 v逆（CO2），A错误；密闭恒
容容器中混合气体的密度不变，说明气体质量不变，正、逆反应速
率相等，B正确；反应为固体的分解反应，从反应开始到平衡，密
闭容器中氨气的体积分数一直不变，C错误；该反应的反应物是固
体，任何时候生成气体 n （NH3）∶ n （CO2）＝2∶1，混合气体的
平均相对分子质量不变，不能作为平衡标志，D错误。
教学效果·勤检测
2
强化技能 查缺补漏
1. 恒温时向2 L密闭容器中通入一定量的气体X和Y，发生反应：2X
（g）＋Y（g） 3Z（g），Y的物质的量 n （Y）随时间 t 变化的曲
线如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 正反应速率：a点比b点小
B. t0 min时该反应停止
C. t0 min时， c （Z）＝0.75 mol·L－1
D. 当密闭容器中的压强不再变化，该可逆反应达到了化学平衡状态
解析： 反应开始通入一定量的气体X和Y，则从正反应方向开始
进行，随着反应的进行，正反应速率越来越小，到平衡时达到最小
值，则a点的正反应速率大于b点的正反应速率，A错误；可逆反应
从b点开始达到平衡，化学平衡为动态平衡，即 v正＝ v逆≠0，B错
误；从反应开始到平衡，参加反应的Y的物质的量为0.5 mol，根据
反应方程式可知，生成的Z的物质的量为1.5 mol，由于容器的容积
是2 L，因此 t0 min时， c （Z）＝ ＝0.75 mol·L－1，C正确；该
反应是一个反应前后气体物质的量不变的反应，体系的压强始终不
变，因此不能根据压强不变判断反应是否达到平衡状态，D错误。
2. 绝热恒容条件下，将NO2与SO2以体积比1∶2置于密闭容器中发生反
应：NO2（g）＋SO2（g） SO3（g）＋NO（g） Δ H ＜0。下列
不能说明反应达到平衡状态的是（ ）
A. 体系温度保持不变
B. 混合气体的颜色保持不变
C. SO3和NO的体积比保持不变
D. 生成NO2和生成NO的速率相等
解析： 绝热恒容条件下，反应为放热反应，随着反应进行，
体系温度升高，当温度不变，则反应达到平衡状态，A不选；混
合气体颜色保持不变，即NO2的浓度不变，反应达到平衡状态，
B不选；SO3和NO都是生成物，体积比始终是1∶1，则SO3和NO
的体积比保持不变时，反应不一定达到平衡状态，C选；生成
NO2和生成NO的速率相等说明正、逆反应速率相等，反应达到
平衡状态，D不选。
3. 在密闭容器中进行反应：X2（g）＋3Y2（g） 2Z2（g），若X2、
Y2、Z2的初始浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1，
当反应达到平衡后，各物质的浓度可能是（ ）
①X2为0.2 mol·L－1 ②Y2为0.1 mol·L－1
③Z2为0.3 mol·L－1 ④Y2为0.6 mol·L－1
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④
解析： 在可逆反应中，反应物不可能完全转化为生成物，平衡
时不可能出现某物质的浓度为零的情况。①X2为0.2 mol·L－1，表示
Z2全部转化为X2和Y2，①错误；同理，④错误。
4. 一定温度下，在2 L的密闭容器中，M、N两种气体的物质的量随时
间变化的曲线如图所示：
（1）反应的化学方程式为 。
解析：反应进行到6 min时N减少了8 mol－2 mol＝6 mol，N为
反应物，M增加了5 mol－2 mol＝3 mol，M为生成物，二者化
学计量数之比为6 mol∶3 mol＝2∶1，因此反应的化学方程式
为2N M。
2N M
（2）反应达到最大限度的时间是 min，该时间内的平均反应速
率 v （N）＝ 。
解析：根据题图可知，反应进行到6 min时各物质的物质的量不
再发生变化，因此反应达到最大限度的时间是6 min；该时间内
的平均反应速率 v （N）＝ ＝0.5 mol·L－1·min－1。
6
0.5 mol·L－1·min－1
（3）反应达到平衡状态时，放出6 Q kJ的热量，当容器中充入1 mol
N，反应放出的热量为 （填序号，下同）。
①等于 Q kJ ②小于 Q kJ ③大于 Q kJ ④等于2 Q kJ
解析：反应达到平衡时消耗6 mol N，放出6 Q kJ的热量，当容器
中充入1 mol N，若N完全反应，则放出 Q kJ的热量，但该反应是可逆反应，反应不能进行到底，所以反应放出的热量小于 Q kJ。
②
（4）判断该反应达到平衡状态的依据是 。
①该条件下，正、逆反应速率都为零
②该条件下，混合气体的密度不再发生变化
③该条件下，混合气体的压强不再发生变化
④该条件下，单位时间内消耗2 mol N的同时，生成1 mol M
③
解析：达到平衡状态时，正、逆反应速率相等但不为零，①不
选；反应过程中气体的质量和容器的容积始终不变，故混合气
体的密度始终不变，因此该条件下，混合气体的密度不再发生
变化不能说明反应达到平衡状态，②不选；该反应为反应前后
气体物质的量不相等的可逆反应，该条件下，混合气体的压强
不再发生变化能说明反应达到平衡状态，③选；该条件下，单
位时间内消耗2 mol N的同时，生成1 mol M，均表示正反应速
率，不能说明反应达到平衡状态，④不选。
学科素养·稳提升
3
内化知识 知能升华
1. 在一定温度下，将2 mol SO2和1 mol O2充入一定容积的密闭容器
中，在催化剂作用下发生如下反应：2SO2（g）＋O2（g） 2SO3
（g） Δ H ＝－197 kJ·mol－1，当达到化学平衡时，下列说法正确
的是（ ）
A. 生成2 mol SO3 B. SO2和SO3共2 mol
C. 放出197 kJ热量 D. 含氧原子共8 mol
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解析： 可逆反应存在反应限度，反应物不可能完全转化为生成
物，A错误；化学反应中存在元素守恒，达到化学平衡时SO2和SO3
中硫原子的总物质的量等于反应初始时SO2的物质的量，B正确；2
mol SO2（g）和1 mol O2（g）发生反应不可能完全转化为2 mol SO3
（g），故放出的热量小于197 kJ，C错误；根据氧原子守恒，平衡
时含有的氧原子的物质的量等于初始时SO2和O2中氧原子的总物质
的量，为6 mol，D错误。
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2. 可逆反应：N2（g）＋3H2（g） 2NH3（g）的正、逆反应速率可
用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应
已达到平衡状态的是（ ）
A. 3 v正（N2）＝ v正（H2）
B. v正（N2）＝ v逆（NH3）
C. 2 v正（H2）＝3 v逆（NH3）
D. v正（N2）＝3 v逆（H2）
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解析： 可逆反应达到化学平衡状态的主要特征之一是 v正＝ v
逆，而3 v正（N2）＝ v正（H2）并未反映出 v正＝ v逆的关系，A项
不正确；在N2与H2合成NH3的反应中， v （N2）∶ v （H2）∶ v
（NH3）＝1∶3∶2，分析平衡状态时，一要注意二者应分别代
表正反应速率和逆反应速率，二要注意不同物质的速率之比等
于化学计量数之比。
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3. 下列描述的化学反应状态，不一定是平衡状态的是（ ）
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解析： 如果刚开始加入氢气和氮气的物质的量之比为3∶1或开
始加入的是氨气，反应的任何时刻氢气和氮气的物质的量之比始终
是3∶1，因此氢气和氮气的物质的量之比为3∶1时，反应不一定达
到平衡。
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4. 在一定条件下，气体参与的某正反应方向Δ H ＜0的可逆反应达到化
学平衡时，下列说法不正确的是（ ）
A. 反应物的浓度一定等于生成物的浓度
B. 反应体系中压强恒定
C. 反应体系中混合物的组成保持不变
D. 反应体系中温度不变
解析： 对于放热的可逆反应，达到平衡时，反应物与生成物的
浓度不一定相等，A项错误；可逆反应达到平衡时，正、逆反应速
率相等，气体分子数保持不变，反应体系中压强恒定，混合物的组
成保持不变，反应体系中温度不变，B、C、D项正确。
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5. 在一个绝热的固定容积的密闭容器中，发生可逆反应 m A（g）＋ n
B（g） p C（g）＋ q D（s），当 m 、 n 、 p 、 q 为任意整数时，一
定可以作为反应达到平衡状态标志的是（ ）
①体系的压强不再改变 ②体系的温度不再改变 ③混合气体的密
度不再变化 ④各组分质量分数不再改变
A. ①②③ B. ①②③④
C. ②③④ D. ③④
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解析： 无法判断反应前后气体体积的关系，则无法确定压强是
否为变量，无法根据体系的压强判断平衡状态，①错误；在一个绝
热的固定容积的密闭容器中，体系的温度为变量，温度不再改变，
说明正、逆反应速率相等，能据此判断反应达到平衡状态，②正
确；D为固态，混合气体的质量为变量，容器容积为定值，则密度
为变量，当混合气体密度不变时，说明反应达到平衡状态，③正
确；各组分的质量分数不再改变，表明正、逆反应速率相等，反应
达到平衡状态，④正确。
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6. 向绝热恒容密闭容器中通入一定量的SO2和NO2，一定条件下发生反
应：SO2（g）＋NO2（g） SO3（g）＋NO（g） Δ H ＜0，测得
SO3浓度随时间变化如表所示，下列说法不正确的是（ ）
反应时间/s 40 50 60 70 80 90 100 110
SO3浓度/ （mol·L－1） 0.10 0.14 0.21 0.26 0.30 0.32 0.33 0.33
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A. 50 s时，SO3的生成速率为0.002 8 mol·L－1·s－1
B. 40～90 s时间段： v正＞ v逆
C. 0～50 s的反应速率小于70～80 s的反应速率
D. 110 s时，反应已达到平衡
解析： 化学反应速率是平均速率，不是瞬时速率，因此不能计
算50 s时SO3的生成速率，A错误；根据速率与时间关系可知，在90
s后，SO3的浓度还在增大，说明此时反应正向进行，未达到平衡状
态，故在40～90 s时间段： v正＞ v逆，B正确。
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7. 已知：N2O4（g） 2NO2（g） Δ H ＞0，现将1 mol N2O4充入一恒
压密闭容器中。下列示意图不能说明反应达到平衡状态的是（ ）
解析： B项，对于一个特定反应，Δ H 固定不变，不能作为判断反应是否达到平衡状态的依据；C项，在 t1时刻，2 v正（N2O4）＝ v逆（NO2），反应达到平衡状态。
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8. 在4 L恒温密闭容器中充入6 mol A气体和5 mol B气体，在一定条件
下发生反应：3A（g）＋B（g） 2C（g）＋ x D（g） Δ H ＜0，
达到平衡时，生成了2 mol C，经测定D的浓度为0.5 mol·L－1，下列
判断不正确的是（ ）
A. x ＝2
B. 容器内压强保持不变，该反应达到平衡状态
C. B的浓度不变，该反应达到平衡状态
D. 该反应达到平衡状态时，2 v正（A）＝3 v逆（ C ）
C
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解析： 平衡时 c （C）＝ c （D）＝0.5 mol·L－1，可知 x ＝2；该
反应前后气体分子数相等，压强始终不变；B的浓度不变，2 v正
（A）＝3 v逆（C），均说明反应达到平衡状态。
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9. 向绝热恒容密闭容器（绝热容器是指该容器可阻止热量的传递、散
失、对流）中通入SO2和NO2，在一定条件下发生反应：SO2（g）
＋NO2（g） SO3（g）＋NO（g），正反应速率随时间变化的示
意图如图所示，下列结论中正确的个数为（ ）
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①反应在c点达到反应进行的限度
②SO2浓度：a点小于c点
③反应物的总能量高于生成物的总能量
④Δ t1＝Δ t2，ab段NO2的消耗量小于bc段NO2的消耗量
⑤混合物颜色不再变化，说明反应达到平衡
⑥体系压强不再变化，说明反应达到平衡
A. 2个 B. 3个
C. 4个 D. 5个
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解析： ①当正反应速率不变时，达到化学平衡状态，由题图可
知，c点正反应速率开始减小，所以c点不是平衡点，错误；②反应
向正反应方向进行，随着反应的进行，反应物浓度逐渐降低，所以
SO2浓度：a点大于c点，错误；③从a到c正反应速率增大，说明该反
应为放热反应，即反应物的总能量高于生成物的总能量，正确；④
Δ t1＝Δ t2时， v Δ t ＝Δ c ，根据图像可知，ab段反应物浓度变化量Δ c
小于bc段，则ab段NO2的消耗量小于bc段，正确；⑤混合物颜色不
再变化，说明NO2浓度不再变化，可以说明反应达到平衡，正确；
⑥在绝热条件下，温度改变，则容器内压强也发生改变，故体系压
强不再变化，能说明反应达到平衡，正确。由此可知，正确的说法有4个，选C。
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10. 利用反应CH4（g）＋4NO（g） CO2（g）＋2N2（g）＋2H2O
（g） Δ H ＜0可消除氮的氧化物污染。某条件下无催化剂存在
时，向某密闭容器中加入CH4和NO发生上述反应，反应的正、逆
反应速率 v 随时间 t 的变化关系如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 曲线②表示的是 v逆- t 关系
B. 有催化剂存在时， v2增大、 v1不变
C. t2时体系中 c （NO）∶ c （N2）＝2∶1
D. t1、 t2时混合气体的平均摩尔质量不相等
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解析： 开始时反应物浓度最大，生成物浓度为0，所以曲线①
表示的是 v正- t 关系，曲线②表示的是 v逆- t 关系，A正确；催化剂
能降低反应的活化能，使反应的 v1、 v2 都增大，B错误； t2时体系
达到平衡状态，但无法确定 c （NO）∶ c （N2）的值，C错误；平
均摩尔质量 ＝ ， m总不变， n总不变，故 t1、 t2时混合气体的
平均摩尔质量相等，D错误。
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11. 某容积可变的密闭容器，盛有适量的A和B的混合气体，在一定条
件下发生反应：A（g）＋3B（g） 2C（g）。若维持温度和压强
不变，当达到平衡时容器的容积为 V L，其中C气体的体积占10
％。下列推断正确的是（ ）
①原混合气体的体积为1.2 V L
②原混合气体的体积为1.1 V L
③反应达到平衡时气体A消耗掉0.05 V L
④反应达到平衡时气体B消耗掉0.05 V L
A. ②③ B. ②④ C. ①③ D. ①④
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解析： 根据反应A（g）＋3B（g） 2C（g），各物质体积变
化量为0.05 V L、0.15 V L、0.1 V L，则生成C的体积等于反应混合
气体减少的总体积，即为0.1 V L，气体A所消耗的体积等于混合气
体减少的总体积的一半，气体B所消耗的体积等于混合气体减少的
总体积的1.5倍，由于平衡时总体积减少10％ V L，则原混合气体的
体积应为 V L＋10％ V L＝1.1 V L，建立平衡时气体A的消耗为
0.5×10％ V L＝0.05 V L，气体B的消耗为1.5×10％ V L＝0.15 V L。
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12. 恒温恒容条件下，将2 mol A气体和2 mol B气体通入容积为2 L的密
闭容器中发生如下反应：2A（g）＋B（g） x C（g）＋2D
（s），2 min时反应达到平衡状态，此时剩余1.2 mol B，并测得C
的浓度为1.2 mol·L－1。
（1）从开始反应至达到平衡状态，生成C的平均反应速率为
。
解析： v（C）＝ ＝0.6 mol·L－1·min－1。
0.6
mol·L－1·min－1
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（2） x ＝ 。
解析： 2A（g）＋B（g） x C（g）＋2D（s）
开始/（mol·L－1） 1 1 0
转化/（mol·L－1） 0.8 0.4 1.2
平衡/（mol·L－1） 0.2 0.6 1.2
由此可知，2∶1∶ x ＝0.8∶0.4∶1.2＝2∶1∶3，解得 x ＝3。
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（3）下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志的是 （填字
母）。
A. 压强不再变化
B. 气体密度不再变化
C. A的消耗速率与B的消耗速率之比为2∶1
D. A的百分含量保持不变
BD
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解析：A项， x ＝3，该反应前后气体的物质的量不变，无论反
应是否达到平衡状态，压强均不会变化；B项，气体的密度不再
变化，而气体的体积不变，说明气体的质量不再发生变化，由
于D为固体，故气体的密度不再发生变化时，能说明反应已达到
平衡状态；C项，A的消耗速率与B的消耗速率表示的反应方向
一致，不能说明反应已达到平衡状态；D项，A的百分含量保持
不变，说明反应已达到平衡状态。
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13. 在容积为2 L的恒温密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，一定
条件下发生反应：CO2（g）＋3H2（g） CH3OH（g）＋H2O
（g），测得CO2和CH3OH（g）的物质的量随时间变化如图所示。
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（1）前10 min， v （CO2）＝ mol·L－1·min－1。
解析：由图像可知，前10 min，CO2的物质的量减少了（1.00
－0.25） mol＝0.75 mol，则 v （CO2）＝ ＝0.037 5
mol·L－1·min－1。
0.037 5
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（2）能说明上述反应达到平衡状态的是 （填字母）。
a.反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1（即图中
交叉点）
b.混合气体的压强不随时间的变化而变化
c.单位时间内生成1 mol H2O，同时生成1 mol CH3OH
d.混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化
e.混合气体的密度不随时间的变化而变化
f.CO2和CH3OH的反应速率之比为1∶1
bd
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解析：反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1（即图中
交叉点），之后CO2的物质的量仍然在减小，CH3OH的物质的量
继续增加，说明反应未达到平衡，a不符合题意；化学平衡的本
质特征是正、逆反应速率相等，而生成H2O和生成CH3OH均表
示正反应速率，即单位时间内生成1 mol H2O，同时生成1 mol
CH3OH不能说明反应达到平衡，c不符合题意；由题干信息可
知，反应过程中气体总质量保持不变，容器的容积保持不变，
即混合气体的密度一直保持不变，则混合气体的密度不随时间
的变化而变化不能说明反应达到化学平衡，e不符合题意；化学平衡的本质特征是正、逆反应速率相等，CO2和CH3OH的反应速
率之比为1∶1，未告知正、逆反应速率，故不能说明反应达到化学平衡，f不符合题意。
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（3）反应前与平衡时的压强之比为 。
解析：根据三段式分析：
CO2（g）＋3H2（g） CH3OH（g）＋H2O（g）
起始/mol 1 3 0 0
转化/mol 0.75 2.25 0.75 0.75
平衡/mol 0.25 0.75 0.75 0.75
根据恒温恒容时，气体的压强之比等于气体的物质的量之比，
故反应前与平衡时的压强之比为（1＋3） mol∶（0.25＋0.75＋
0.75＋0.75）mol＝8∶5。
8∶5
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（4）平衡混合气体中CO2（g）和H2（g）的质量之比是 。
解析：由（3）分析可知，平衡混合气体中CO2（g）和H2（g）
的质量之比是（0.25×44）g∶（0.75×2）g＝22∶3。
22∶3
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感谢欣赏
THE END
